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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum sicheren Austausch eines Arbeitsgases aus einem Arbeitsraum eines begehbaren Inertgas-Gehäuses gegen eine sichere Atemluft-Atmosphäre. Dies erfolgt über eine Gehäuseableitung, die an das Inertgas-Gehäuse angeschlossen ist und mittels der das Gas aus dem Inertgas-Gehäuse abführbar ist, und eine Gehäusezuleitung, die dazu ausgebildet ist, mittels einer Fördereinrichtung, insbesondere eines Gebläses Atemluft in das Inertgas-Gehäuse zu leiten. Der Zustand im Arbeitsraum wird permanent über Messgeräte überwacht.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum sicheren Austausch eines Arbeitsgases aus einem Arbeitsraum eines begehbaren Inertgas-Gehäuses gegen sichere Atemluftatmosphäre. Dies erfolgt mittels einer Gehäuseableitung aus dem Inertgas-Gehäuse, einer Gehäusezuleitung, Mess-Sensoren und einer Fördereinrichtung, vorzugsweise einem Atemluft-Gebläse, die Frischluft in das Inertgas-Gehäuse leitet. Der Zustand wird permanent überwacht.
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Aus dem Stand der Technik sind Reingaskabinen bekannt, die einen geschlossenen Arbeitsraum aufweisen. In dem Arbeitsraum können Maschinen oder sonstige Arbeitseinheiten untergebracht sein. Der Arbeitsraum kann mit einem Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder Argon gefüllt sein, damit entsprechende, eine Schutzgasatmosphäre benötigende Arbeiten durchgeführt werden können. Die Reingaskabinen sind über Wartungszugänge für Wartungspersonal hindurch zugänglich. Die Inertgas-Atmosphäre in der Reingaskabine ist für das Wartungspersonal tödlich, wenn sie eingeatmet wird. Es ist daher erforderlich, den Arbeitsraum der Reingaskabine zu spülen und mit Atemluft zu befüllen. Dies geschieht z.B. unter Verwendung von Druckgasvorrichtungen, bei denen Atemluft in einem Druckbehälter gehalten ist oder mit einfachen Ventilatoren zugeführt wird. Wenn die Reingaskabine zu Wartungszwecken zugänglich gemacht werden soll, dann wird die Arbeitsgas Aufbereitung zunächst abgeschaltet. Dann wird die in der Druckgasvorrichtung gehaltene Atemluft in den Arbeitsbereich der Reingaskabine hinein entspannt. Gleichzeitig wird das Arbeitsgas über einen Abzug ausgefördert.
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In der Reingaskabine sind typischerweise im Arbeitsbereich mehrere Sensoren, nämlich Sauerstoffsensoren angebracht. Diese werden überwacht. Sobald die Sauerstoffsensoren eine zulässige Sauerstoffkonzentration melden, kann das Wartungspersonal in den Arbeitsbereich der Reingaskabine gelangen. Aus Sicherheitsgründen befindet sich typischerweise zusätzlich noch außerhalb der Reingaskabine eine Person, die im Fall von Unfällen eingreifen kann.
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Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung der Sauerstoffsensoren im Arbeitsbereich der Reingaskabine nicht immer zuverlässig ist. Die Sauerstoffsensoren müssen sorgfältig so in der Reingaskabine verteilt sein, dass sie an jeder Stelle des Arbeitsbereiches die Atemluftkonzentration messen. Dies ist insbesondere bei großen Reingaskabinen aufwendig und nicht immer zu gewährleisten. Es kann vorkommen, dass im Arbeitsbereich Zonen entstehen, die nicht zuverlässig mit der erforderlichen Sauerstoffkonzentration befüllt sind, obwohl die Sauerstoffsensoren eine Freigabe erteilt haben. Wenn sich Wartungspersonal in einem solchen Bereich aufhält, so sind Unfälle nicht auszuschließen. Darüber hinaus ist der Verdrahtungs- und Steueraufwand zur Überwachung der einzelnen Sensoren erheblich.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, wobei mit geringem Aufwand eine zuverlässige Atemluftüberwachung einer Reingaskabine möglich ist.
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Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in der Gehäuseableitung zumindest ein Sensor, vorzugsweise ein Sauerstoffsensor einer Atem luftüberwachung angeordnet ist.
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Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in der Gehäuseableitung das darin strömende Gas mittels wenigstens eines Sensors, vorzugsweise einem Sauerstoffsensor einer Atem luftüberwachung gemessen wird
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Erfindungsgemäß ist mithin die Atemluftüberwachung nun nicht mehr im Arbeitsbereich oder einem sonstigen Bereich des Inertgas-Gehäuses angeordnet, sondern sie ist in die Gehäuseableitung integriert. Dementsprechend ist es dann ausreichend nur einen Sensor und gegebenenfalls sicherheitshalber einen oder mehrere Redundanz-Sensoren zur Atemluftüberwachung zu verwenden. Hierdurch wird der bauliche Aufwand für die Atemluftüberwachung deutlich reduziert. Zudem arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung zuverlässiger, als die aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen. Die Erfinder machen sich die Erkenntnis zu Nutze, dass die aus dem Arbeitsbereich des Inertgas-Gehäuses abgesaugte Atmosphäre eine zuverlässige und ausreichend repräsentative Aussage darüber bietet, welcher Atemluftgehalt im gesamten Arbeitsbereich vorliegt. Sobald die zulässige Atemluftkonzentration im Bereich der Gehäuseableitung gemessen wird, kann davon ausgegangen werden, dass der gesamte Arbeitsbereich des Inertgas-Gehäuses zu Wartungszwecken von Wartungspersonal betreten werden kann, ohne dass dabei die Gefahr von Unfällen besteht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gebläse Umgebungsluft aus der Umgebung angesaugt, und dass das Gebläse diese angesaugte Atemluft über die Gehäusezuleitung bezogen auf den Umgebungsdruck im Überdruck fördert. Die Verwendung von Umgebungsluft zur Flutung des Inertgas-Gehäuses bietet gegenüber den verwendeten Druckgassystemen, bei denen Atemluft in Druckluftversorgungssystemen zur Verfügung gestellt wird nicht alleine nur Kostenvorteile. Hierdurch wird auch sichergestellt, dass stets natürliche Atemluft zur Verfügung gestellt wird. Dies schließt aus, dass Verunreinigungen der Atemluft, wie sie in Druckhaltesystemen vorliegen können, vermieden werden. Da die Umgebungsluft im Überdruck dem Inertgas-Gehäuse zugeführt wird, kann auf ein Sauggebläse in der Gehäuseableitung verzichtet werden.
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Um eine unzulässige Erwärmung im Arbeitsbereich des Inertgas-Gehäuses zu verhindern, kann es vorgesehen sein, dass die vom Gebläse kommende Atemluft mittels einer Kühleinheit gekühlt wird
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Eine mögliche Erfindungsvariante kann dadurch gekennzeichnet sein, dass der Gehäusezuleitung ein Filter zugeordnet ist, der die in der Gehäusezuleitung geförderte Atemluft filtert, bevor diese dem Inertgas-Gehäuse zugeführt wird, und/oder dass in eine Saugleitung über die das Gebläse die Atemluft ansaugt, ein Filter integriert ist, um die angesaugte Atemluft zu filtern. Hierdurch wird eine unnötige Verunreinigung im Arbeitsbereich des Inertgas-Gehäuses durch die eingebrachte Umgebungsluft ausgeschlossen.
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Wenn gemäß einer Erfindungsvariante vorgesehen ist, dass die Atemluftüberwachung zwei Sauerstoffsensoren aufweist, die beide in der Gehäuseableitung den Sauerstoffgehalt des geführten Gases messen, so wird eine zusätzliche Sicherheit geboten. Insbesondere kann bei Ausfall eines Sensors dann weiterhin die Überwachung zuverlässig weitergeführt werden oder bereits nach Ausfall eines Sensors eine Abschaltung der Anlage veranlasst werden. Besonders bevorzugt kann es auch vorgesehen sein, dass ein dritter Sauerstoffsensor verwendet ist, der die Funktion der beiden anderen Sauerstoffsensoren überwacht. Dadurch wird ein besonders hohes Maß an Sicherheit geboten. Es ist ausreichend für die Atemluftüberwachung, Sauerstoffsensoren zu verwenden, die im Prozent-Messbereich arbeiten.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann derart gestaltet sein, dass an die Gehäuseableitung im Anschluss an die Sensoren der Atemluftüberwachung ein Leitungsabschnitt angeschlossen ist, der Teil eines Abzugs ist, um das über die Gehäuseableitung geführte Gas zumindest teilweise in die Umgebung abzuführen. Hierbei ist sichergestellt, dass das in der Gehäuseableitung geführte Gas kontrolliert wird, bevor es in die Umgebung gefördert wird.
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Eine weitere Erfindungsalternative kann derart sein, dass an die Gehäuseableitung wenigstens zwei Leitungsabschnitte parallel angeschlossen sind, und dass zumindest ein Teil dieser Leitungsabschnitte mittels Abzugsventilen wahlweise sperrbar oder freigebbar sind, und dass die Leitungsabschnitte Teil des Abzugs sind, um das über die Gehäuseableitung geführte Gas zumindest teilweise in die Umgebung abzuführen. Über die parallel geführten Leitungsabschnitte kann für das, aus der Gehäuseableitung kommende Gas eine Steuerung des Volumenstroms vorgenommen werden. Wenn beispielsweise im Inertgas-Gehäuse während des Spülvorgangs der Druck unzulässig hoch ansteigt, so können nacheinander einzelne Abzugsventile angesteuert werden. Dadurch ergeben sich zusätzliche Leitungskapazitäten, um das Gas aus der Gehäuseableitung in die Umgebung zu führen.
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Zur Verringerung des Verrohrungsaufwandes kann es vorgesehen sein, dass die Gehäuseableitung wenigstens teilweise einem Reaktor zufördert zur Aufbereitung des von dem Inertgas-Gehäuse ausgeförderten Arbeitsgases, und dass die Gehäuseableitung, beispielsweise mittels eines Ventils, wahlweise an den Abzug oder den Reaktor anschließbar ist. Dementsprechend kann die Gehäuseableitung zum einen zum Abzug des Gases aus dem Inertgas-Gehäuse bei der Atemluftspülung verwendet werden. Zum anderen kann die Gehäuseableitung während des Arbeitsbetriebes an den Reaktor angeschlossen werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es hierbei auch vorgesehen sein, dass die Saugleitung des Gebläses über ein Reaktorventil wahlweise an den Reaktor anschließbar ist. Dann kann das Gebläse sowohl für die Atemluftspülung, als auch im Arbeitsbetrieb für die Inertgasumwälzung verwendet werden.
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Wenn vorgesehen ist, dass in der Gehäuseableitung ein Sauerstoffsensor und/oder ein Feuchtesensor einer Arbeitsgasüberwachung messend angeordnet ist, und dass dieser Sauerstoffsensor und/oder der Feuchtesensor mit einer Messgenauigkeit im ppm-Bereich ausgeführt ist. Dann kann die Gehäuseableitung ebenfalls für den Inertgas-Betrieb verwendet werden, wodurch sich der Verrohrungsaufwand verringert. Zudem wird hierdurch erreicht, dass keine zweite Durchführung im Inertgas-Gehäuse verbaut werden muss, die nicht alleine einen zusätzlichen Teile- und Montageaufwand mit sich bringen würde. Vielmehr bietet eine solche Durchführung auch stets ein Leckagerisiko.
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Eine besonders bevorzugte Erfindungsvariante sieht vor, dass an die Saugleitung mittelbar oder unmittelbar eine absperrbare Verbindungsleitung angeschlossen ist, die nach der Atemluftüberwachung an die Gehäuseableitung oder eine sonstige von dem Inertgas-Gehäuse kommende Zuleitung angeschlossen ist. Wenn bei der Atemluftspülung die Wartungsöffnungen, beispielsweise die Tür, des Inertgas-Gehäuses geöffnet wird, so gelangt zumindest ein Teil der eingebrachten Atemluft über die geöffnete Wartungsöffnung in die Umgebung. Um bei einem solchen Betriebszustand eine zuverlässige Überwachung der Atemluft im Arbeitsbereich des Inertgas-Gehäuses dennoch sicherzustellen, ist die Verbindungsleitung eingesetzt. Die Verbindungsleitung stellt eine Verbindung zwischen dem Saugbereich des Gebläses und der Gehäuseableitung her. Dementsprechend wird dann Gas aus dem Inertgas-Gehäuse in die Gehäuseableitung eingesaugt. Dieses Gas wird dann von der Atemluftüberwachung kontrolliert und die Sicherheitsfunktion ist damit zuverlässig aufrechterhalten.
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Eine denkbare Erfindungsvariante ist dergestalt, dass eine Inert-Gasversorgung mit einer Inertgas Quelle vorgesehen ist, so dass mittels einer Arbeitsgas Zuleitung das Arbeitsgas der Inertgas Quelle dem Inertgas-Gehäuse zugeleitet wird und dass die Arbeitsgas-Zuleitung mittels mindestens eines Absperrventils absperrbar ist. Zur Verringerung des Teile-und Montageaufwand kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Arbeitsgas Zuleitung in die Gehäusezuleitung mündet. Hierdurch wird ebenfalls vermieden, dass für die Inertgas Zuleitung ein weiterer Durchbruch am Inertgas-Gehäuse vorgesehen werden muss
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung sind in der Arbeitsgas Zuleitung zwei Absperrventile vorgesehen. Zwischen diesen beiden Absperrventilen ist ein Drucksensor in die Arbeitsgas Zuleitung integriert. Mit dem Drucksensor kann ein Ausfall eines der beiden Absperrventile zuverlässig erkannt werden.
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Um dem Wartungspersonal eine ausreichende Sicherheit während des Wartungsbetriebs zu bieten, ist es vorgesehen, dass in dem Arbeitsraum des Inertgas-Gehäuses zumindest eine Warnleuchte und/oder eine akustische Warneinheit und/oder ein Notschalter angeordnet ist. Wenn von der Atemluftüberwachung ein unzulässiger Betriebszustand ermittelt wird, so kann über eine Steuereinheit ein entsprechendes Warnsignal an die Warnleuchte bzw. die akustische Warneinheit übermittelt werden. Dieses wird dann im Arbeitsbereich entsprechend signalisiert. Der Notschalter kann mit der Steuereinheit gekoppelt sein, so dass bei Betätigung die Flutung des Arbeitsbereiches mit Inertgas abgebrochen und die Atemluftspülung aktiviert wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in schematischer Darstellung ein Inertgas-Gehäuse mit einer angeschlossenen Gasversorgung und
- 2 bis 4 Fließbilder, in denen verschiedene Betriebsarten der Vorrichtung gemäß 1 veranschaulicht sind
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1 zeigt beispielhaft ein begehbares Inertgas-Gehäuse 10. Solche Inertgas-Gehäuse 10 dienen beispielsweise zur Aufnahme von Produktionseinrichtungen mit deren Hilfe in einer geschützten Atmosphäre Produktionsabläufe durchgeführt werden können. Als Inertgas kann beispielsweise Stickstoff oder Argon eingesetzt werden.
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Das Inertgas-Gehäuse 10 weist einen Arbeitsraum 13 auf, innerhalb dem die Produktionseinrichtungen, beispielsweise Maschinen 70 aufgestellt sind. Häufig sind in Inertgas-Gehäusen vollautomatisierte Handhabungsgeräte eingesetzt, wie dies 1 veranschaulicht. Bei dem in 1 gezeigten Inertgas-Gehäuse 10 ist oberhalb des Arbeitsraums 13 ein Plenum 11 mittels einer Decke 12 abgetrennt. Im Bodenbereich des Inertgas-Gehäuses 10 ist mittels eines Bodens 14 eine Kammer 15 abgeteilt. Selbstverständlich lässt sich die Erfindung auch bei anders aufgebauten Inertgas-Gehäusen 10 verwenden, bei denen beispielsweise kein Plenum 11 oder keine bodenseitige Kammer 15 verwendet ist. Das Inertgas-Gehäuse 10 weist eine Wartungsöffnung auf, die mit einem Gehäuseverschluss 19 dicht verriegelt werden kann. Im vorliegenden Fall ist als Gehäuseverschluss 19 eine Tür verwendet. Die Verriegelung des Gehäuseverschlusses 19 kann über ein Schloss 19.1 erfolgen, welches zum Zwecke des Öffnens elektrisch ansteuerbar ist. Entsprechend ist der Gehäuseverschluss 19 mit einem elektrischen Schließ- und/oder Öffnungsmechanismus ausgestattet. Wartungspersonal 71 erhält somit Zugang zu dem Arbeitsraum 13 des Inertgas-Gehäuses 10 bei geöffnetem Gehäuseverschluss 19.
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Wie 1 weiter erkennen lässt, können im Innenraum des Inertgas-Gehäuses 10 verschiedene Warneinrichtungen untergebracht sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel können eine Warnleuchte 16 und/oder eine akustische Warneinheit 17 im Bereich des Arbeitsraums 13 angeordnet sein. Weiterhin kann ein Notausschalter 18 gut zugänglich im Arbeitsraum 13 angeordnet sein.
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An das Inertgas-Gehäuse 10 ist eine Vorrichtung zum Austausch eines Gases aus dem Arbeitsraum 13 des Inertgas-Gehäuses 10 angeschlossen. Diese Vorrichtung weist eine Gehäuseableitung 50.1 auf die mit dem Arbeitsraum 13 des Inertgas-Gehäuses in räumlicher Verbindung steht. Die Gehäuseableitung 50.1 ist über einen Durchbruch in der Außenhaut des Inertgas Gehäuses in den Innenraum des Inertgas-Gehäuses 10 abgedichtet eingeführt. Vorzugsweise ist die Gehäuseableitung 50.1 im Bodenbereich des Inertgas-Gehäuses 10 angeschlossen, wie dies 1 veranschaulicht. Dabei mündet die Gehäuseableitung 50.1 vorzugsweise unterhalb des Bodens 14 in die Kammer 15. Am Ende der Gehäuseableitung 50.1 kann ein Filter 50 befestigt sein. In der Gehäuseableitung 50.1 sind ein Sauerstoffsensor 42 und ein Feuchtesensor 43 einer Arbeitsgasüberwachung integriert, um das in der Gehäuseableitung 50.1 strömende Arbeitsgas zu überwachen. Die beiden Sensoren sind dabei so ausgelegt, dass sie einen ppm-Messbereich aufweisen.
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Die Gehäuseableitung 50.1 ist an eine Ventilleitung 50.2 angeschlossen. Von der Ventilleitung 50.2 gehen Leitungsabschnitte 50.3 bis 50.7 ab. In den Leitungsabschnitten 50.3 bis 50.7 sind Abzugsventile 34 bis 37 angeordnet. In Strömungsrichtungen hinter den Abzugsventilen 34 bis 37 sind Stichleitungen 31 bis 33 vorgesehen. Die Stichleitungen 31 bis 33 münden in weitere Leitungsabschnitte 50.8 bis 50.10. Die Leitungsabschnitte 50.8 bis 50.10 sind dann an einen Sammelabzug 39 angeschlossen. Der Sammelabzug 39 mündet dann in geeigneter Weise in die Umgebung, in einem Bereich, der abseits des Aufstellungsortes des Inertgas-Gehäuses 10 ist. Mit den Abzugsventilen 34 bis 37 kann mithin entweder eine räumliche Verbindung zwischen der Sammelleitungen 50.2 und der Umgebung freigegeben oder gesperrt werden.
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Wie 1 weiter zeigt, ist in Strömungsrichtung vor dem Leitungsabschnitt 50.3 eine Atemluftüberwachung 40 angeordnet. Die Atemluftüberwachung 40 weist zwei Sauerstoffsensoren 41 auf. Diese Sauerstoffsensoren 41 sind derart ausgelegt, dass sie den Sauerstoffgehalt des in der Ventilleitung 50.2 geführten Gases vorzugsweise im Prozentbereich messen. Die Ventilleitung 50.2 ist im Anschluss an den Leitungsabschnitt 50.3 einem Reaktor 21 einer Gasaufbereitung 20 zugeführt. Der Reaktor 21 ist dazu ausgelegt, eine Reinigung des ihm über die Gehäuseableitung 50.1 zugeführten Gases zu ermöglichen. Dabei werden aus dem Gas Feuchtigkeit, Sauerstoff, Lösungsmittel und/oder andere Verunreinigungen entfernt. Das im Reaktor 21 gereinigte Gas gelangt über eine Gebläse-Zuführleitung 50.12 zu einem Gebläse 24. Vorzugsweise ist das Gebläse 24 Teil der Gasaufbereitung 20. Dementsprechend sind der Reaktor 21 und das Gebläse 24 in einer Gehäuseeinheit der Gasaufbereitung 20 gemeinsam untergebracht. In die Ventilleitung 50.2 und die Gebläse-Zuführleitung 50.12 sind zwei Reaktorventile 22, 23 integriert. Mit diesen Reaktorventilen 22, 23 kann die Leitungsverbindung zum Reaktor 21 geschlossen werden.
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In die Gebläse Zuführleitung 50.12 mündet eine Saugleitung 50.11. Die Saugleitung 50.11 ist mittels eines Ventils 27 absperrbar. Sie mündet in die Umgebung und es ist, wie dies 1 erkennen lässt ein Filter 26 der Saugleitung 50.11 zugeordnet.
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Eine Verbindungsleitung 50.16 verbindet die Saugleitung 50.11 mit dem Leitungsabschnitt 33.
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Das Gebläse 24 dient dazu, das über die Gebläse-Zuführleitung 50.12 zugeführte Gas zu verdichten und in eine Gehäusezuleitung 50.15 zu fördern. Im Anschluss an das Gebläse 24 ist in der Gehäusezuleitung 50.15 eine Kühleinheit 25 angeordnet. Die Kühleinheit 25 kann, wie dies die Zeichnung zeigt ebenfalls in die Gasaufbereitung 20 integriert sein. Die Gehäusezuleitung 50.15 mündet in das Inertgas-Gehäuse 10. Hierzu ist eine abgedichtete Gehäuse-Durchführung in der Außenwand des Inertgas-Gehäuses 10 vorgesehen. Vorzugsweise mündet die Gehäusezuleitung 15.15 in dem Plenum 11. Dort ist auch ein Filter 80 angeordnet, der das Gas filtert, bevor es in das Inertgas-Gehäuse 10 einströmt. Selbstverständlich kann der Filter 80 auch an einer beliebigen anderen Stelle im Bereich der Gehäusezuleitung 50.15 angeordnet sein.
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Die in der 1 gezeigte Vorrichtung weist weiterhin eine Inert-Gasversorgung 60 auf. Die Inert-Gasversorgung 60 weist eine Inertgas-Quelle 61, insbesondere eine unter Druck stehende Inertgas-Quelle 61 auf, die an eine Arbeitsgas-Zuleitung 60.1 angeschlossen ist. In die Arbeitsgas-Zuleitung 60.1 sind zwei Absperrventile 62, 63 integriert mit denen die Arbeitsgas-Zuleitung 60.1 wahlweise freigegeben oder abgesperrt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung sind in der Arbeitsgas Zuleitung 60.1 zwei Absperrventile 62, 63 vorgesehen. Zwischen diesen beiden Absperrventilen 62, 63 ist ein Drucksensor 64 in die Arbeitsgas Zuleitung 60.1 integriert. Mit dem Drucksensor 64 kann ein Ausfall eines der beiden Absperrventile 62, 63 zuverlässig erkannt werden.
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In 2 ist ein Betriebszustand der Vorrichtung, gemäß 1 im Fließbild näher veranschaulicht. Die einzelnen Anlagenkomponenten, welche vorstehend mit Bezug auf 1 erläutert wurden, sind auch in 2 wiedergegeben. 2 veranschaulicht die Vorgehensweise zur Flutung des Arbeitsbereiches 13 des Inertgas-Gehäuses 10 mit Atemluft. Entsprechend wird also hier die Ableitung des in dem Inertgas-Gehäuse 10 gehaltenen Arbeitsgas und die Einbringung der Atemluft zur Vorbereitung von Wartungstätigkeiten gezeigt.
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In dieser Betriebsstellung sind die beiden Reaktorventile 22 und 23 geschlossen. Das Leitungsventil 50.17 ist geschlossen und damit die Verbindungsleitung 50.16 gesperrt. Weiterhin ist das Ventil 27 geöffnet und somit die Saugleitung 50.11 freigegeben.
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2 veranschaulicht, dass zwei Gebläse 24 verwendet sein können, um den Ausfall eines Gebläses 24 zu kompensieren. Hierdurch wird eine erhöhte Betriebssicherheit gewährleistet. Die beiden Gebläse 24 sind in Gebläseableitungen 50.13, 50.14 parallel geschalteten. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass zwei Saugleitungen 50.11 und entsprechend zwei Filter 26 verwendet sind. Auch hierdurch wird die Betriebssicherheit verbessert.
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Wenn die Gebläse 24 aktiviert sind, so wird über die Saugleitung 50.11 Umgebungsluft in die Filter 26 eingesaugt. Die Umgebungsluft strömt durch die Saugleitungen 50.11 vorbei an den geöffneten Ventilen 27. Die angesaugte Luft gelangt in die Gebläse-Zuführleitung 50.12. Von hier aus strömt die Umgebungsluft durch die Gebläse 24 und wird hier komprimiert. Anschließend an die Gebläse 24 wird die komprimierte Umgebungsluft in Kühleinheiten 25 gekühlt. Die Kühleinheiten 25 sind in die Gebläseableitungen 50.13, 50.14 integriert. Es sind zwei Kühleinheiten 24 aus Redundanzgründen verwendet. Nachdem die komprimierte Umgebungsluft an den Kühleinheiten 25 gekühlt wurde, gelangt sie in die Gehäusezuleitung 50.15. In dem in die Gehäusezuleitung 50.15 integrierten Filter 80 wird eine erneute Filterung der Umgebungsluft durchgeführt, um eventuelle Verunreinigungen auszufiltern, bevor die Umgebungsluft in das Inertgas-Gehäuse 10 eingeleitet wird. Wie 2 veranschaulicht, wird die komprimierte Umgebungsluft nach Passieren des Filters 80 in den Arbeitsraum 13 des Inertgas Gehäuses 10 eingeleitet. Da die Umgebungsluft unter Druck dem Arbeitsbereich 13 zugeführt wird, entweicht die hier gehaltene Arbeitsgas-Atmosphäre durch die geöffnete Gehäuseableitung 50.1.
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Dieses Gas strömt dann in die Ventilleitung 50.2. Da das Ventil 36 geöffnet ist, entweicht das Gas durch den Sammelabzug 39 des Abzugs 30 in die Umgebung. Während der Flutung des Inertgas-Gehäuses 10 mit Atemluft wird kontinuierlich der Druck im Inertgas-Gehäuse 10 überwacht. Wenn nun der Druck im Inertgas-Gehäuse 10 einen gewissen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, so kann eine zusätzliche Leitungskapazität am Abzug 30 zur Verfügung gestellt werden. Dies ist einfach dadurch möglich, dass eines oder bedarfsweise mehrere der Ventile 34, 35 oder 37 geöffnet werden. Auf diese Weise lässt sich eine Ausleitung des Arbeitsgases aus dem Arbeitsbereich 13 innerhalb kürzester Zeit bewerkstelligen.
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Während des Flutungsvorganges, bei dem Atemluft in das Inertgas-Gehäuse 10 eingebracht wird, erfolgt eine Überwachung des durch die Gasableitung 50.1 geführten Gases. Die Atemluftüberwachung 40 misst dabei kontinuierlich mit ihren beiden Sauerstoffsensoren 41, den Sauerstoffgehalt des Gases. Diese Messwerte werden über Signalstrecken an eine Steuerung in der Gasaufbereitung 20 übermittelt. Sobald die Steuerung einen zulässigen Sauerstoffgehalt im gemessenen Gasstrom ermittelt, wird das Schloss 19.1 freigeschaltet und der Gehäuseverschluss 19 kann zu Wartungszwecken geöffnet werden, beispielsweise kann das Schloss 19.1 dann freigeschaltet werden, wenn die Sauerstoffkonzentration im Gas größer 18% vorzugsweise größer 18,5 % ist.
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Wenn der Gehäuseverschluss 19 geöffnet wurde, so wird gleichwohl die Einbringung von Umgebungsluft über die Gehäusezuleitung 50.15 aufrechterhalten. Da nun allerdings der Gehäuseverschluss 19 geöffnet wurde, entweicht die gegenüber der Umgebung im Überdruck in den Arbeitsbereich 13 eingeführte Atemluft durch den Gehäuseverschluss 19. Nun steht damit kein Überdruck mehr zur Verfügung, der die Umgebungsluft zu Überwachungszwecken in die Gehäuseableitung 50.1 drücken würde. Um also bei geöffnetem Gehäuseverschluss 19 die Überwachung der Atemluft im Arbeitsbereich 13 fortführen zu können, wird das Leitungsventil 50.17 geöffnet, sobald die Öffnung des Gehäuseverschlusses 19 von der Steuerung erkannt wird. Dementsprechend ist dem Gehäuseverschluss 19 eine entsprechende Sensorik zugeordnet, die die Türöffnung an die Steuerung der Gasaufbereitung 20 signalisiert. Wenn nun das Leitungsventil 50.17 geöffnet und damit die Verbindungsleitung 50.16 freigegeben ist, so ist die Gehäuseableitung 50.1 an die Saugleitung 50.11 angeschlossen, die zum Gebläse 24 führt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird mithin Gas aus dem Arbeitsbereich 13 durch die Gehäuseableitung 50.1, die Ventilleitung 50.2 den Leitungsabschnitt 50.3 und die Verbindungsleitung 50.16 in die Saugleitung 50.11 aktiv eingesaugt. Entsprechend kann dann das Luftvolumen im Arbeitsbereich 13 weiter mit der Atemluftüberwachung 40 überwacht werden.
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Wenn eine unzulässige Abweichung von der Atemluftüberwachung 40 und der angeschlossenen Steuerung erkannt wird, so lässt sich ein Warnsignal in das Inertgas-Gehäuse 10 abgeben. Entsprechend kann beispielsweise die Warnleuchte 16 angesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein akustisches Warnsignal an die akustische Warneinheit 17 ausgegeben werden. Das Wartungspersonal hat dann genügend Zeit, das Inertgas-Gehäuse 10 durch den Gehäuseverschluss 19 wieder zu verlassen. In einer Weiterführung der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass bei unterschreiten eines gewissen Sauerstoff-Konzentration-Schwellwerts die Gebläse 24 angesteuert werden um eine erhöhte Förderleistung und damit eine vermehrte Zuleitung von Atemluft zu erreichen.
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Wenn das Wartungspersonal 71 die Wartungsarbeiten im Inertgas-Gehäuse 10 abgeschlossen hat, so muss eine erneute Inertisierung vorgenommen werden. Dies ist in 3 veranschaulicht. Wenn der Gehäuseverschluss 19 ordnungsgemäß geschlossen ist, wird dies durch die Steuerung erkannt. Dann wird die Zufuhr von Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder Argon eingeleitet. Das Inertgas wird von der Inertgas-Quelle 61 der Inertgasversorgung 60 bereitgestellt. Die beiden Absperrventil 62, 63 sind geöffnet. Die beiden Reaktorventile 22, 23 bleiben geschlossen. Die Gebläse 24 sind deaktiviert und das Ventil 27 ist geschlossen Wahlweise eines oder mehrere der Ventile 34 bis 37 des Abzugs 30 sind geöffnet. Das Inertgas strömt durch die Arbeitsgas-Zuleitung 60.1 in die Gehäusezuleitung 50.15 und von hier in das Inertgas Gehäuse 10 hinein.
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Da das Inertgas von der Inertgasversorgung 60 im Überdruck gegenüber der Umgebung zugeführt wird, strömt es entsprechend in das Inertgas-Gehäuse 10 ein.
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Da über die Gehäuseableitung 50.1 und den Abzug 30 eine räumliche Verbindung zu der Umgebung geschaffen ist, wird die Atemluft, welche noch im Arbeitsbereich 13 gehalten ist, verdrängt und durch den Filter 50 in die Gehäuseableitung 50.1 gedrückt. Die Atemluft gelangt dann über den Abzug 30 in die Umgebung. Während dieses Vorgangs der Inertisierung ist die Arbeitsgasüberwachung mit ihrem Sauerstoffsensor 42 und dem Feuchtesensor 43 aktiv. Entsprechend messen diese beiden Sensoren nun kontinuierlich das durch die Gehäuseableitung 50.1 geführte Gas. Sobald in Verbindung mit der Steuerung der Gasreinigung 20 von den beiden Sensoren Messwerte erkannt werden, die eine ausreichende Inertisierung des Inertgas-Gehäuses 10 erkennen, werden die beiden Absperrventil 62, 63 geschlossen und entsprechend die Arbeitsgas-Zuleitung 60.1 abgeriegelt. Anschließend wird der Umwälzbetrieb aktiviert, der in 4 gezeigt ist.
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Während des Umwälzbetriebes sind die Ventile 34 bis 37 geschlossen. Die Reaktorventile 22 und 23 sind geöffnet. Das Ventil 27 der Saugleitung 50.11 und das Leitungsventil 50.17 sind geschlossen. Wie 4 erkennen lässt, wird im Umwälzbetrieb Arbeitsgas über die Gasableitung 50.1 aus dem Inertgas-Gehäuse 10 abgeführt. Da das Arbeitsgas in dem Arbeitsbereich 13 der Reingaskabine im Überdruck steht, strömt das Arbeitsgas selbsttätig in die Gasableitung 50.1 ein. Das Arbeitsgas wird über den Filter 50 geführt. Weiter strömt das Arbeitsgas durch eine Arbeitsgas-Ableitung 60.2 in eine Reaktorzuleitung 60.3, wie 4 erkennen lässt, können zu Redundanzzwecken und damit zur Verbesserung der Prozesssicherheit zwei Reaktoren 21 parallel geschaltet sein. Entsprechend sind auch zwei Reaktorzuleitungen 60.3 verwendet, die jeweils zu einem Reaktor 21 führen. Nachdem das Gas in den Reaktoren 21 aufbereitet wurde strömt es über Reaktorableitungen 60.4 in eine Sammelleitung 60.5. Von hier aus gelangt das aufbereitete Arbeitsgas in die Gebläse-Zuführleitung 50.12. Das aufbereitete Arbeitsgas wird von den beiden Gebläse 24 angesaugt, komprimiert und in die Gebläseableitungen 50.13, 50.14 gefördert. Das komprimierte Arbeitsgas wird an den Kühleinheiten 25 gekühlt. Anschließend verlässt das gekühlte Arbeitsgas die beiden Kühleinheiten 25 und gelangt in die Gehäusezuleitung 50.15. Über die Gehäusezuleitung 50.15 strömt das Arbeitsgas durch den Filter 60 hindurch in das Inertgas-Gehäuse 10. Damit ist der Kreislauf geschlossen.
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In die vorgeschriebene Vorrichtung kann eine weitere Funktionalität integriert sein. Dementsprechend kann es vorgesehen sein, dass während der Inertisierung des Inertgas-Gehäuses 10 eine Druckstandsüberwachung vorgenommen wird. Zu diesem Zweck sind im Inertgas-Gehäuse 10 Drucksensoren angeordnet. Sobald die Arbeitsgasüberwachung mit dem Sauerstoffsensor 42 und/oder dem Feuchtesensor 43 eine ausreichende Inertisierung signalisiert, werden, wie oben beschrieben, die Ventile 34 bis 37 geschlossen. Da das Inertgas-Gehäuse 10 den Arbeitsbereich 13 abgedichtet umschließt, kann unter Berücksichtigung zulässiger und üblicher Leckageströme der Druck im Arbeitsbereich 13 nicht abfallen. Wenn die Drucksensoren dennoch einen unzulässigen Druckabfall erkennen, dann wird dies von der Steuerung erkannt und ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben. Beispielsweise kann dann die Inertisierung gestoppt und die beiden Absperrventile 62,63 geschlossen werden. Ein solcher unzulässiger Druckabfall deutet darauf hin, dass eine unzulässige Leckage vorhanden ist. Beispielsweise kann ein nicht überwachter Gehäusedeckel am Inertgas-Gehäuse offenstehen. Auf diese Weise kann zuverlässig verhindert werden, dass die Fabrikhalle, in der das Inertgas-Gehäuse 10 aufgestellt ist inertisiert und hier Personen gefährdet werden.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass mehrere Inertgas-Gehäuse 10 zur Bildung eines großen Arbeitsbereiches 13 aneinandergereiht sind. Zwischen den einzelnen Inertgas-Gehäusen 10 können dann Transferventile angeordnet sein. Dem oder den Transferventilen können dann Sensoren zugeordnet sein, die den Öffnungszustand bzw. den Schließzustand der Transferventile signalisieren. Entsprechend kann dann eine Inertisierung nur dann vorgenommen werden, wenn beispielsweise das Transferventil geschlossen ist. Anderenfalls werden die beiden Absperrventil 62,63 von der Steuerung nicht freigegeben.
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Weiterhin kann folgende Funktionalität zur Selbstrettung des Wartungspersonals in der erfindungsgemäßen Vorrichtung integriert sein. Wie oben beschrieben, kann im Arbeitsbereich 13 der Notschalter 18 vorgesehen sein. Während der Inertisierung (3) ist die Warnleuchte 16 aktiviert und/oder es wird ein akustisches Warnsignal über die akustische Warneinheit 17 ausgegeben. Wenn versehentlich der Gehäuseverschluss 19 geschlossen und das Schloss 19.1 verriegelt ist, während sich Wartungspersonal 71 im Arbeitsbereich 13 aufhält, kann das Wartungspersonal 71 den Notschalter 18 betätigen. In diesem Fall veranlasst die Steuerung unmittelbar die Schließung der beiden Absperrventile 62 und 63. Gleichzeitig wird die Flutung des Arbeitsbereichs 13 mit Atemluft veranlasst (siehe beispielsweise 2). Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung auch die Öffnung des Gehäuseverschlusses 19 durch Entriegelung des Schlosses 19.1 veranlassen.
